Броненосный жук поможет в создании новых креплений

Для инженеров, разрабатывающих современные сверхпрочные мат-лы, стоит направить внимание на мир природы в поисках воодушевления, а броненосный жук (nosoderma diabolicum) – хороший экземпляр для начала. Это существо может выжить, даже ежели его переедет кар, и сейчас ученые раскрыли некие секреты данной невозможной прочности, которая, по их словам, раскрывает путь для новейшего поколения материалов, владеющих похожими чертами.

Исследование было проведено инженерами Института Пердью и сосредоточено на невозможно крепком экзоскелете жука-броненосца, 1-го из самых жестких посреди всех членистоногих.  Ученые нашли новейшие детали того, как существо поглощает такие громадные удары.

Используя сжатые железные пластинки и компьютерную томографию, команда следила, как экзоскелет броненосца работает при вырастающих давлениях, и нашла, что он может выдерживать перегрузки, по последней мере, в 39000 разов превышающие свой вес тела до разрушения, что одинаково приложенной силе около 150 ньютонов.

Потом ученые употребляли компьютерное моделирование и 3D-печатные модели, чтоб изолировать детальные структуры снутри экзоскелета, что выделило роль соединительного шва, проходящего по всей длине брюшка жука.

Этот шов лежит меж 2-мя надкрыльями жука, желая у броненосцев нет крыльев. Заместо этого нить объединяет надкрылья и доли экзоскелета под ими, подсобляя умеренно распределять силу по телу жука с поддержкою 2-ух трудных устройств.

Доли экзоскелета сцепляются друг с ином, как куски мозаики, что предотвращает их срыв с места под событием великий силы. Меж тем шовный материал и доли экзоскелета разделяются на слои. Два этих механизма совместно работают, чтоб распределять нагрузку по жуку и избегать смертельных повреждений.

Одна из областей, в какой команда ученых полагается применить эти познания, – это газовые турбины самолетов, где сплавы и композитные мат-лы нужно сочетать с внедрением томных мех-ских креплений, которые с течением времени могут вызвать разрушение и напряжение.

Инженеры создали композитную застежку из углеродного волокна на базе сборки экзоскелета броненосца и провели тесты под перегрузкой, обнаружив, что она таковая же крепкая и веско наиболее твердая, чем застежки в аэрокосмической отрасли, используемые сейчас.

«Эта работа указывает, что мы можем перейти от применения крепких, хрупких материалов к мат-лам, которые могут быть как крепкими, так и твердыми, рассеивая энергию при разрушении», – разговаривает создатель исследования Пабло Заваттьери. «Это то, что природа дозволила делать броненосному жуку».

Исследование было опубликовано в журнальчике Nature, а видео ниже предоставляет обзор исследования.